Сведения о кодировании и сжатии видео- и аудиофайлов

Запись видео и аудио в цифровом формате требует соблюдения баланса между качеством и размером файла/битрейтом. Для уменьшения размера файла и снижения битрейта в большинстве форматов используется операция сжатия с выборочным снижением качества. Сжатие необходимо для уменьшения размера видеофайлов с целью повышения эффективности хранения, передачи и воспроизведения.

При экспорте файла фильма для последующего воспроизведения на определенном типе устройства с определенной пропускной способностью необходимо сначала выбрать кодировщик (кодек). В разных кодировщиках используются различные схемы сжатия информации. Каждый кодировщик имеет соответствующий декодировщик, который восстанавливает и преобразует сжатые данные для последующего воспроизведения.

Имеется широкий спектр кодеков, так как одно устройство не может являться решением для всех ситуаций. Например, кодек, наиболее подходящий для сжатия мультипликационных фильмов, обычно не подходит для сжатия видео с натуральным движением.

Сжатие может выполняться без потерь (данные в изображении не отбрасываются) или с потерями (данные выборочно отбрасываются).

С помощью диалогового окна «Настройки экспорта» пользователь может управлять различными факторами, которые влияют на сжатие и другие аспекты кодирования. См. Кодирование и экспорт.

Дополнительную информацию о вариантах кодирования и сжатия см. в статье «Часто задаваемые вопросы: какой формат является наилучшим для рендеринга и экспорта из After Effects?».

Имеется две основные категории сжатия для видео- и аудиоданных: пространственное сжатие и временное сжатие. Пространственное сжатие применяется к данным одного кадра, независимо от содержимого соседних кадров. Пространственное сжатие часто называют внутрикадровым сжатием.

При временном сжатии производится поиск различий между кадрами и записывается только различающаяся информация, то есть кадры описываются на основе отличия от предыдущего кадра. Неизменяющиеся области повторяются от кадра к кадру. Временное сжатие часто называют межкадровым сжатием.

Битрейт

Битрейт (скорость передачи данных) влияет на качество видеоклипа и определяет аудиторию, которая может загрузить файл при имеющейся пропускной способности.

Для передачи видео через Интернет следует создавать файлы с более низким битрейтом. Пользователям со скоростным подключением к Интернету файлы будут доступны с небольшой задержкой или без нее. При низкой скорости подключения пользователям придется дождаться загрузки файла. Если у большинства пользователей в вашей аудитории низкая скорость подключения к Интернету, можно создавать короткие видеоклипы и сократить время загрузки.

Частота кадров

Видео представляет собой набор изображений, которые выводятся на экран в быстрой последовательности, создавая иллюзию движения. Количество кадров, показываемых каждую секунду, называется частотой кадров и измеряется в кадрах в секунду (кадров/с). Чем выше частота кадров, тем больше кадров в секунду используется для отображения набора изображений, придавая движению плавность. Тем не менее, достижение высокого качества посредством применения высокой частоты кадров требует увеличения объема данных и, соответственно, пропускной способности.

При работе с видео, которое сжато цифровым способом, повышение частоты кадров приводит к увеличению размера файла. Для уменьшения размера файла следует понизить частоту кадров или битрейт. Если уменьшить битрейт и оставить без изменений частоту кадров, качество изображения снизится.

Так как качество видео является оптимальным при исходной частоте кадров (частоте кадров, используемой при записи видео), Adobe не рекомендует менять ее, если это допустимо для каналов передачи и воспроизводящего оборудования. Для полнокадрового видео NTSC применяется частота 29,97 кадра/с; для PAL — 25 кадров/с. При понижении частоты кадров в программе Adobe Media Encoder отбрасываются кадры с линейной частотой. Однако в случае необходимости уменьшения частоты кадров лучшие результаты достигаются посредством соблюдения кратности при делении частоты. Например, если исходное видео имеет частоту 24 кадра/с, то снижать ее нужно до 12, 8, 6, 4, 3 или 2 кадров/с.

Для различных мобильных устройств можно использовать специальные шаблоны настроек кодирования, расположенные на панели «Браузер шаблонов настроек».

Ключевые кадры

Ключевые кадры — это полные видеокадры (или изображения), которые вставляются в видеоклип с определенными интервалами. Кадры, расположенные между ключевыми кадрами, содержат информацию об изменениях, происходящих между ключевыми кадрами.

По умолчанию, интервал ключевых кадров определяется в Adobe Media Encoder автоматически на основе частоты кадров видеоклипа. Значение интервала ключевых кадров указывает кодировщику частоту проведения повторной оценки видеоизображения и записи полного кадра, или ключевого кадра, в файл.

Если в видеоматериале происходит частая смена сцен, присутствуют быстро движущиеся объекты или анимация, то общее качество изображения можно повысить сокращением интервала ключевых кадров. Уменьшение интервала между ключевыми кадрами приводит к увеличению размера выходного файла.

При уменьшении интервала повышайте битрейт для сохранения требуемого качества изображения на протяжении всего файла.

Пропорции изображения и размер кадров

Наряду с частотой кадров, размер кадра в файле является важной характеристикой получения видео высокого качества. При определенном битрейте увеличение размера кадра приводит к снижению качества видео.

Пропорции изображения представляют собой отношение ширины изображения к высоте. Самыми распространенными пропорциями изображения являются отношения 4:3 (стандартное телевидение) и 16:9 (широкоэкранное телевидение и телевидение высокой четкости).

Попиксельная пропорция

В большинстве компьютерных графических файлов используются квадратные пиксели с пропорциями 1:1.

В некоторых форматах цифрового видео пиксели не являются квадратными. Например, цифровое видео (DV) стандарта NTSC имеет размер экрана 720 x 480 пикселей и соотношение сторон 4:3. Это значит, что каждый пиксель — прямоугольный, с пропорциями пикселя (PAR) — 0,91 (высокий узкий пиксель).

Чересстрочное и прогрессивное видео

Чересстрочное видео состоит из двух полей, которые образуют каждый кадр. Каждое поле содержит половину горизонтальных строк кадра; верхнее поле (поле 1) содержит все нечетные строки, а нижнее поле (поле 2) — все четные строки. На мониторе чересстрочного видео (например, телевизоре) каждый кадр отображается посредством вывода всех строк одного поля, а затем другого поля. Порядок полей определяет очередность их отображения. В видео стандарта NTSC новые поля выводятся на экран с частотой 59,94 раза в секунду, что соответствует частоте 29,97 кадра в секунду.

Кадры прогрессивного видео не делятся на поля. На мониторе с прогрессивной разверткой (например, на мониторе компьютера) кадр прогрессивного видео отображается за один проход, при этом все горизонтальные строки выводятся сверху вниз.

В Adobe Media Encoder перед кодированием видео выполняется его деинтерлейсинг, когда при кодировании источника с интерлейсингом необходимо получить результат без интерлейсинга.

Видео высокой четкости (HD)

Видео высокой четкости (HD) означает любой видеоформат, размеры в пикселях для которого больше, чем для форматов видео стандартной четкости (SD). Обычно термин стандартная четкость относится к цифровым форматам, размеры пикселей для которых примерно равны размерам пикселей для аналоговых ТВ-форматов, таких как NTSC и PAL (около 480 или 576 вертикальных линий соответственно). Наиболее распространенные форматы HD имеют размеры в пикселах, составляющие 1280x720 или 1920x1080, с пропорциями изображения 16:9.

Форматы видео HD могут быть чересстрочными и прогрессивными. Обычно форматы высокой четкости являются чересстрочными при повышенной частоте кадров, так как для прогрессивного видео при этих значениях размеров в пикселах потребуется чрезмерно высокая скорость передачи данных.

Форматы видео HD определяются вертикальными размерами в пикселах, режимом развертки, а также частотой кадров или полей (в зависимости от режима развертки). Например, формат 1080i60 характеризуется чересстрочной разверткой 60 чересстрочных полей 1920x1080 в секунду, а 720p30 означает прогрессивную развертку 30 построчных кадров 1280x720 в секунду. В обоих случаях частота кадров составляет примерно 30 кадров в секунду.